天然地基上浅基础的设计例题zhang资料讲解.docx
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天然地基上浅基础的设计例题zhang资料讲解
天然地基上浅基础的设计例题
一、地基承载力计算
【例题3-1】某粘土地基上的基础尺寸及埋深如例图3-1所示,试按强度理论公式(3-5)计算地基承载力特征值。
例图3-1某浅基础地基
〔解〕据
=26.5°查表内插,得
Mb=1.18,Md=4.51,Mc=7.03
二、地基承载力验算(基底尺寸确定)
【例题3-2】试确定例图3-2所示某框架柱下基础底面积尺寸。
例图3-2某框架柱基础
〔解〕:
(1)试估基础底面积
深度修正后的持力层承载力特征值:
由于力矩较大,底面尺寸可取大些,取b=3.0m,
=4.0m。
(2)计算基底压力
(3)验算持力层承载力
(4)重新调整基底尺寸,再验算,取
4.5m
所以取b=3.0m,
=4.5m,满足要求。
对带壁柱的条形基础底面尺寸的确定,取壁柱间距离
作为计算单元长度(图3-16)。
通常壁柱基础宽度和条形基础宽度一样,均为b;壁柱基础凸出部分长度a可按基础构造要求确定。
条形基础宽度
可按下式试估,再验算地基承载力。
图3-16带壁柱墙基础计算单元
例图3-3某壁柱墙基础
【例题3-3】某仓库带壁柱的墙基础底面尺寸如例图3-3所示,作用于基底形心处的总竖向荷载
,总力矩
,持力层土修正后的承载力特征值
,试复核承载力是否满足要求。
〔解〕基础底面积A=(3.3+0.4)×1.2=4.44m2
形心轴线到基础外边缘距离:
形心轴线到壁柱基础边缘距离y2=1.2-0.69+0.4=0.91m
形心轴线到墙中心线距离0.69—0.6=0.09m
基础底面对形心轴的惯性矩
基底平均压力
基底最大压力
基底最小压力
故承载力满足要求,且基底压力呈梯形分布。
【例题3-4】某单独基础在荷载效应标准组合时承受的竖向力值如例图3-4所示。
据持力层承载力已确定
,试验算软弱下卧层的强度,如不满足可采取何措施?
〔解〕
(1)基底平均压力和平均附加压力:
(2)软弱下卧层承载力特征值:
例图3-4某单独基础
查表2-3(承载力修正系数表),取承载力修正系数ηd=1.0
(3)软弱下卧层顶面处的压力
查表3-10,取θ=23°
满足要求
对软弱下卧层强度不满足的情况,在条件许可时可增加基础底面积以减小P0k,从而减小
;也可减小基础埋置深度d,使P0k扩散至软弱下卧层顶面处的面积加大,相应也减小
值。
在某些情况下可能需要改变基础的类型。
三、刚性基础设计
【例题3-5】某砖混结构山墙基础,传到基础顶面的荷载
,室内外高差为0.45m,墙厚0.37m,地质条件如例图3-5(a)所示,试设计条形基础。
〔解〕
(1)确定基础材料:
考虑荷载不算大,土层分布均匀,先拟采用砖和3∶7灰土叠合材料条形基础,结合表2-2(基础用砖、石料及砂浆最低强度等级)要求,采用MU10的砖和M5水泥砂浆砌筑。
(2)确定基础埋深:
粉质粘土厚5.5m,可作持力层,以天然地面作为室外设计地面,取基础埋深d=1.4m。
例图3-5砖混结构条形基础
(3)计算地基持力层承载力特征值:
查表2-3(承载力修正系数表)得,ηd=1.0,ηb=0
(4)确定基础底面积:
取b=1.30m。
(5)确定基础构造尺寸:
采用3:
7灰土,其上用砖放脚与墙体相联,根据基底压力
(表3-13为无筋扩展基础台阶宽高比的允许值,教材表2-1)
(6)验算灰土强度
灰土和砖基接触面宽度:
bo=1300-2×285=730mm
接触面压力:
(必须指出,当基础抗压强度低于墙或柱结构强度时,或者基础由不同材料叠合组成时,都需进行接触面上的抗压验算。
对砖和灰土两种材料组成的叠合基础进行抗压验算时,灰土抗压强度值一般取250kPa。
)
如果将本例题设计为毛石基础或C15素混凝土基础时,可如例图3-5(c)、(d)所示,并可分析三种基础的经济性,选择最佳设计方案。
【例题3-6】某多层框架结构柱400×600mm,配有8φ22纵向受力筋;相应于荷载效应标准组合时柱传至地面处的荷载值Fk=480kN,Mk=55kN.m,Qk=40kN,基础埋深1.8m,采用C20混凝土和HPB235级钢筋,设置C10厚100mm的混凝土垫层,已知经深度修正后的地基承载力特征值fa=145kPa,试设计该柱基础。
【解】
1.确定基础底面积
取
,
验算承载力
满足要求
2.确定基础高度
考虑柱钢筋锚固直线段长度:
30d+40(砼保护层)≈700mm,拟取基础高度h=700mm,初步拟定采用二级台阶形基础,如例图3-6(a)所示。
基底净反力
式中1.35为标准值变为设计值的系数。
(1).验算柱边冲切
满足要求
(2).验算台阶处的冲切
满足要求
3.基础底板配筋
柱边弯矩(如例图3-6(b))
例题【3-7】某多层住宅的承重砖墙厚240mm,作用于基础顶面的荷载Fk=240kN/m,基础埋深d=0.8m,经深度修正后的地基承载力特征值fa=150kPa,试设计钢筋混凝土条形基础。
【解】
(1)选择基础材料
拟采用混凝土为C20,钢筋HPB235级,并设置C10厚100mm的混凝土垫层,设一个砖砌的台阶,如例图3-7所示。
(2)确定条形基础宽度
例图3-7某钢筋混凝土条形基础
取
(3)确定基础高度
按经验
取
地基净反力
控制截面剪力
混凝土抗剪强度
满足要求
(3)计算底板配筋
控制截面弯矩
。